根据在标准化X射线束下测得的电离室空气kerma校准系数的实验值,推导其响应曲线的方法

《Radiation Measurements》:Method of deriving the response curve of an ionisation chamber from experimental values of its air kerma calibration coefficients measured in standardised X-ray beams

【字体: 时间:2025年07月18日 来源:Radiation Measurements 1.6

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  空气等效电离室响应函数可通过X射线校准束测得的空气 kerma校准系数N_K,a推导得出,并验证了该方法的内部一致性和预测能力。

  

摘要

空气当量电离室是剂量校准实验室中测量空气吸收剂量的参考仪器。给定电离室的响应能量依赖性通常通过一组离散的空气吸收剂量校准系数N_K,a来表征,这些系数是在标准化的光子束下测量的。对于能量低于300 keV的光子,最常用的标准化校准束是X射线束,即具有连续光谱的束。
给定电离室的能量依赖性也可以通过响应函数f IK(E)来表征,该函数描述了在恒定空气吸收剂量率下,电离室电响应的大小与光子能量E之间的关系。实际上,这种方法很少用于表征电离室响应的能量依赖性,因为覆盖上述能量范围的单能校准光子束并不常见,因此很难实验测量响应函数f IK(E)
在这项工作中,我们展示了:
a) 可以从在标准化X射线校准束下测量的空气吸收剂量校准系数N_K,a值中推导出给定电离室的响应函数f IK(E)
b) 所提出的方法可以揭示电离室空气吸收剂量校准系数N_K,a集中的潜在内部不一致性;
c) 从一组N_K,a值推导出的给定电离室的响应函数f IK(E)可以用来预测该电离室对其他X射线束的N_K,a值。

章节摘录

目的

本研究的目的是利用四个参考电离室的校准数据,证明电离室的响应曲线f IK(E)可以从在标准化X射线校准束下确定的离散空气吸收剂量校准系数N_K,a值中推导出来。

物理和数学描述

让我们想象两种情况。
情况A: 一个具有给定形状和体积V的空气腔的电离室被插入到一个能量在窄区间〈E, E+ΔE〉内的光子束中。光子束的强度随时间保持恒定,光子的能量E足以使电离室内的空气电离。光子束在电离室位置的截面足够大,可以均匀覆盖整个电离室。我们用Q IK(E)来表示...

结果

  • a)
    优化程序
  • 案例1:Exradin A3 (信噪比251):非常好地描述了两组NK,a
使用十个N_K,a值优化了该电离室的相对响应函数f IK(E)。在以下校准束中测量的N_K,a值为:
  • -
    N40, N60, N80, N100;
  • -
    RQR2 (40 kV), RQR3 (50 kV), RQR4 (60 kV), RQR5 (70 kV), RQR9 (120 kV), RQR10 (150 kV).
  • 所有使用的N_K,a值都来自一个成员实验室进行的单次校准

    残差

    图9展示了本研究中使用的四个电离室的模型残差与管电压的关系。对于前三个电离室(Exradin A3、Exradin A4、PTW TN34060),所有残差的绝对值都小于4·10-3,除了TN34060电离室的RQR 2束。Victoreen 415A电离室的残差略高,但考虑到该电离室显著的能量依赖性,这些残差是可以接受的。更重要的是...

    结论

    利用四个不同电离室的校准数据,我们证明了:
  • a)
    从一组离散的实验值N_K,a中,可以通过上述提出的优化程序推导出电离室的相对响应函数f IK(E)的形状;
  • b)
    从优化的f IK(E)函数“反向”计算出的N_K,a
    值,在测量不确定性范围内,与原始的N_K,a值相同;
  • c)
    知道了特定电离室的函数f IK(E)的形状后...
  • CRediT作者贡献声明

    Dana Kurková:撰写——原始草案、软件、方法论。Libor Judas:撰写——原始草案、软件、项目管理、方法论、概念化

    财政支持

    本研究使用了捷克共和国内政部的机构支持资金。

    利益冲突声明

    ? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系:Libor Judas表示,他获得了捷克共和国内政部提供的财务支持、设备、药品或物资以及差旅费用。如果有其他作者,他们声明没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

    致谢

    作者感谢他们的同事Martina Vtelenská和Jana Krchovová在项目中的实验室和技术合作。
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